管殼式換熱器強化傳熱技術的途徑及應用

王小翠（阿爾斯通（武漢）工程技術有限公司，湖北武漢 430205）

管殼式換熱器強化傳熱技術的途徑及應用

王小翠
（阿爾斯通（武漢）工程技術有限公司，湖北武漢 430205）

從傳熱公式出發(fā)，分析了管殼式換熱器傳熱強化的主要途徑；從強化傳熱的原理出發(fā)，介紹了管殼式換熱器強化傳熱技術的發(fā)展方向及常見應用。

管殼式換熱器；強化傳熱；總傳熱系數

強化傳熱可以大幅度提高換熱器的效率，即在保證設備傳熱量不變的情況下使其結構更加緊湊，節(jié)約材料，降低成本，節(jié)約能源，同時滿足設備安裝空間有限等特殊要求。其中，管殼式換熱器由于其適用性廣、處理能力大、結構簡單、清洗方便、能適應高溫高壓等特點，一直是石油、化工、核電等行業(yè)應用最普遍的一種換熱器。如制氫裝置中高溫氣體（T=～1000℃，P=～10MPa）的冷卻器多為管殼式[1]，核電系統(tǒng)中應用最廣的換熱器也為管殼式，因此，在設計過程中如何最大程度的有效利用強化傳熱技術，顯著改善管殼式換熱器傳熱性能，是設計人員應該關注的重點。

1　根據傳熱方程分析強化傳熱的途徑

根據總傳熱方程：

可知，強化傳熱的途徑有提高總傳熱系數K、擴展傳熱面積A和加大對數平均溫差△tm。

1.1提高傳熱系數K

提高總傳熱系數是強化傳熱過程的積極措施，根據總傳熱系數計算公式：

式中，h1、h2分別為殼程對流換熱系數、管程對流換熱系數，顯而易見，總傳熱系數會隨著h1、h2的增大而增大，設計中，通常通過加大雷諾數Re，增加管程或殼程數，增加折流板等方法試算。……